Οι συνάδελφοι στον τομέα της επεξεργασίας ξηρών λυμάτων είναι πιθανό να έχουν έρθει σε επαφή με λύματα που περιέχουν οργανικό πυρίτιο σε κάποιο βαθμό - είτε προέρχονται από χημικά πάρκα είτε εκκενώνονται από καθημερινά χημικά και υφαντουργικά εργοστάσια. Αν και αυτό μπορεί να φαίνεται ασήμαντο, έχει σημαντικό αντίκτυπο στα συστήματα ενεργού ιλύος. Πολλές φορές, η βιοχημική δεξαμενή παρουσιάζει ξαφνικά μη φυσιολογικό αφρισμό και αύξηση της ποιότητας των εκροών. Μετά από έρευνα, ο ένοχος αποδεικνύεται ότι είναι αυτός. Σήμερα, ας μιλήσουμε με απλά λόγια για το πώς το οργανικό πυρίτιο επηρεάζει την ενεργό ιλύ και πώς πρέπει να το αντιμετωπίσουμε στις καθημερινές μας εργασίες.
Πρώτον, ας μιλήσουμε για το τι είναι το οργανικό πυρίτιο. Αυτό που συχνά αναφερόμαστε ως οργανοπυρίτιο είναι στην πραγματικότητα ένας γενικός όρος για μια μεγάλη κατηγορία οργανικών ενώσεων που περιέχουν πυρίτιο, όπως το λάδι σιλικόνης, το καουτσούκ σιλικόνης και η ρητίνη σιλικόνης, τα οποία εμπίπτουν όλα σε αυτήν την κατηγορία. Αυτό το πράγμα έχει εξαιρετικά πλεονεκτήματα, όπως αντοχή στη θερμότητα, αντοχή στο νερό και αντοχή στη διάβρωση, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία. Ωστόσο, τα «μειονεκτήματά» του μπορεί να είναι μοιραία για την ενεργό ιλύ - δύσκολο να αποδομηθεί και εύκολο να συσσωρευτεί. Τα συνηθισμένα ετερότροφα και νιτροποιητικά βακτήρια απλά δεν μπορούν να το μασήσουν, γεγονός που θέτει τα θεμέλια για επακόλουθες αποτυχίες του βιοχημικού συστήματος.
Ο πρώτος αντίκτυπος του οργανικού πυριτίου στην ενεργό ιλύ είναι η παρέμβαση στο σύστημα αερισμού και η διατάραξη της αποδοτικότητας μεταφοράς μάζας. Αυτό θα πρέπει να είναι το πιο διαισθητικό φαινόμενο. Αφού το οργανικό πυρίτιο εισέλθει στη βιοχημική δεξαμενή, είναι εύκολο να σχηματίσει ένα σταθερό στρώμα αφρού στην επιφάνεια του νερού. Σε αντίθεση με τον συνηθισμένο αφρό λυμάτων, αυτό το είδος αφρού είναι λεπτό και παχύρρευστο, με ισχυρή πρόσφυση. Δεν είναι εύκολο να σπάσει ακόμη και όταν φυσάει ο άνεμος. Θα χυθεί επίσης κατά μήκος του τοιχώματος της δεξαμενής, κάτι που είναι πολύ δύσκολο να καθαριστεί. Επιπλέον, αυτό το στρώμα αφρού θα απομονώσει την επαφή μεταξύ αέρα και νερού. Ακόμη και αν ενεργοποιήσετε τον ανεμιστήρα στο μέγιστο, είναι δύσκολο για το αεριζόμενο οξυγόνο να διαλυθεί στο νερό, οδηγώντας στο «εικονικό χαμηλό» του διαλυμένου οξυγόνου στη βιοχημική δεξαμενή - η ηλεκτρονική οθόνη δείχνει μια καλή τιμή, αλλά η ιλύς στο κάτω μέρος της δεξαμενής βρίσκεται εδώ και καιρό σε κατάσταση έλλειψης οξυγόνου. Η ανεπαρκής ποσότητα διαλυμένου οξυγόνου θα οδηγήσει σε μείωση της απόδοσης των ετερότροφων βακτηρίων στην αποδόμηση της οργανικής ύλης και τα νιτροποιητικά βακτήρια απλά θα «ξαπλώσουν». Είναι θέμα χρόνου πριν το COD και το άζωτο αμμωνίας των εκροών υπερβούν το πρότυπο.
Ο δεύτερος αντίκτυπος είναι ότι συσσωρεύεται στην επιφάνεια των φλοκίων ιλύος, εμποδίζοντας τον μεταβολισμό των μικροβίων. Οι μικροοργανισμοί στην ενεργό ιλύ βασίζονται στις κυτταρικές μεμβράνες για να απορροφήσουν θρεπτικά συστατικά από τα λύματα προκειμένου να επιβιώσουν. Το οργανικό πυρίτιο έχει ισχυρή λιποδιαλυτότητα και απορροφάται εύκολα στην επιφάνεια των φλοκίων ιλύος, σχηματίζοντας σταδιακά ένα στρώμα «μεμβράνης πυριτίου». Αυτό το στρώμα μεμβράνης είναι σαν να βάζεις ένα σφιχτό «προστατευτικό κοστούμι» στους μικροοργανισμούς, εμποδίζοντας την είσοδο θρεπτικών συστατικών και την απόρριψη αποβλήτων που παράγονται από τον μεταβολισμό, με αποτέλεσμα τη μείωση της μικροβιακής δραστηριότητας. Συνήθως παρατηρούμε κάτω από το μικροσκόπιο ότι τα φλοκία ιλύος γίνονται χαλαρά και λεπτά και ο αριθμός των πρωτόζωων όπως νηματώδη και ροτιφέρων μειώνεται απότομα, οδηγώντας ακόμη και σε μεγάλο αριθμό θανάτων. Αυτή είναι μια τυπική εκδήλωση εμπλουτισμού με οργανικό πυρίτιο. Με την πάροδο του χρόνου, η απόδοση καθίζησης της ιλύος θα επιδεινωθεί απότομα, με τις τιμές SV30 να κυμαίνονται ψηλά και χαμηλά, και προβλήματα όπως η επίπλευση ιλύος και η λειτουργία στη δευτεροβάθμια δεξαμενή καθίζησης θα προκύψουν επίσης το ένα μετά το άλλο.
Ένα άλλο εύκολα παραβλεπόμενο σημείο είναι ότι το οργανοπυρίτιο μπορεί να αναστείλει τη δραστηριότητα συγκεκριμένων λειτουργικών βακτηρίων, ειδικά των νιτροποιητικών βακτηρίων. Τα νιτροποιητικά βακτήρια είναι γνωστά ως «γυάλινες καρδιές» και είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στις περιβαλλοντικές αλλαγές και τις τοξικές ουσίες. Αν και το οργανικό πυρίτιο δεν «δηλητηριάζει» άμεσα τα νιτροποιητικά βακτήρια, μπορεί να επηρεάσει τις ενζυμικές αντιδράσεις μέσα στα νιτροποιητικά βακτήρια όταν συσσωρεύεται σε μια ορισμένη συγκέντρωση στα φλοκία ιλύος, επιβραδύνοντας τη διαδικασία μετατροπής του αζώτου αμμωνίας σε νιτρώδες και νιτρικό. Πολλές φορές διαπιστώνουμε ότι το άζωτο αμμωνίας των εκροών υπερβαίνει το πρότυπο, αλλά το COD δεν έχει αλλάξει πολύ. Αφού ελέγξουμε το DO, το pH και την ηλικία της ιλύος, δεν υπάρχουν προβλήματα. Αυτή τη στιγμή, πρέπει να σκεφτούμε εάν το οργανικό πυρίτιο των εισροών υπερβαίνει το πρότυπο.
Επιπλέον, το οργανοπυρίτιο μπορεί επίσης να προκαλέσει διαταραχή στην έκκριση εξωκυτταρικών πολυμερικών ουσιών (EPS) στην ιλύ. Το EPS είναι η «κόλλα» των φλοκίων ιλύος, η οποία μπορεί να επιτρέψει στους μικροοργανισμούς να συσσωματωθούν και να σχηματίσουν δομικά σταθερά φλοκία. Η εισβολή του οργανικού πυριτίου μπορεί να διαταράξει τον ρυθμό έκκρισης των μικροοργανισμών ή η υπερβολική έκκριση EPS μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένο ιξώδες ιλύος και εύκολο μπλοκάρισμα των αγωγών. Είτε η έκκριση είναι ανεπαρκής, τα φλοκία ιλύος διασκορπίζονται και ο διαχωρισμός λάσπης και νερού είναι δύσκολος. Και οι δύο αυτές καταστάσεις είναι αρκετά ενοχλητικές για το βιοχημικό μας σύστημα.
Έχοντας πει τόσα πολλά για τον αντίκτυπο, όλοι πρέπει να ανησυχούν για το πώς να το αντιμετωπίσουν. Στην πραγματικότητα, η βασική ιδέα είναι διπλή: έλεγχος πηγής + βελτιστοποίηση διεργασίας.
Ο έλεγχος της πηγής είναι η πιο θεμελιώδης προσέγγιση. Πρέπει να επικοινωνήσουμε με τις ρυπογόνες επιχειρήσεις και να απαιτήσουμε από αυτές να προεπεξεργαστούν τα λύματα που περιέχουν οργανικό πυρίτιο, όπως η χρήση μεθόδων καθίζησης πήξης και επίπλευσης αέρα, για να αφαιρέσουν ένα τμήμα του οργανικού πυριτίου πρώτα και να αποτρέψουν την είσοδο υψηλών συγκεντρώσεων οργανικού πυριτίου απευθείας στη βιοχημική δεξαμενή. Στην καθημερινή λειτουργία και συντήρηση, είναι επίσης απαραίτητο να ενισχυθεί η παρακολούθηση της ποιότητας του εισερχόμενου νερού. Μόλις η συγκέντρωση του οργανικού πυριτίου αυξηθεί, θα πρέπει να εκτραπεί γρήγορα στη δεξαμενή ρύθμισης ή ο όγκος του εισερχόμενου νερού θα πρέπει να μειωθεί για να αποφευχθεί ο αντίκτυπος στο σύστημα.
Η βελτιστοποίηση της διεργασίας είναι ένα μέσο για την αναπλήρωση των χαμένων προβάτων. Εάν έχει εμφανιστεί αφρός που προκαλείται από οργανικό πυρίτιο στη βιοχημική δεξαμενή, μπορεί να προστεθεί μια κατάλληλη ποσότητα αφριστικού, αλλά θα πρέπει να δοθεί προσοχή στην επιλογή αφριστικού που δεν περιέχει πυρίτιο, διαφορετικά «προσθέτει καύσιμα στη φωτιά». Ταυτόχρονα, αυξάνοντας κατάλληλα τον ρυθμό αερισμού, ενισχύοντας την αναταραχή του νερού και μειώνοντας τη συσσώρευση οργανικού πυριτίου στην επιφάνεια του υγρού. Επιπλέον, αποφύγετε την υπερβολική εκκένωση ιλύος και εξασφαλίστε επαρκή ηλικία ιλύος για να επιτρέψετε στους μικροοργανισμούς στο σύστημα αρκετό χρόνο για να προσαρμοστούν σε περιβάλλοντα οργανικού πυριτίου χαμηλής συγκέντρωσης.
Τέλος, θα πρέπει να υπενθυμίσουμε ότι ο αντίκτυπος του οργανοπυριτίου στην ενεργό ιλύ είναι «χρόνιος» και μπορεί να μην υπάρχει πρόβλημα στο αρχικό στάδιο. Θα χρειαστεί πολύ περισσότερη προσπάθεια για να το αντιμετωπίσουμε όταν ο αφρός είναι παντού και η ποιότητα του νερού υπερβαίνει το πρότυπο. Έτσι, στην καθημερινή λειτουργία και συντήρηση, πρέπει να δώσουμε μεγαλύτερη προσοχή στις αλλαγές στη σύνθεση του εισερχόμενου νερού και να μην αφήσουμε αυτόν τον «αόρατο δολοφόνο» να καταστρέψει το βιοχημικό μας σύστημα.
